摘要:现阶段,在滑坡等地质灾害治理中,抗滑桩应用范围更加广泛,对提升坡体结构稳固性具有重要作用。基于此,本文以现有抗滑桩种类为切入点,制定滑坡治理中抗滑桩施工方案,计算分析抗滑桩结构及稳定性能,以期为相关工作人员提供理论性帮助,
关键词:抗滑桩;地质灾害治理;应用策略
前言:随城市化发展进程不断加快,自然环境遭受严重破坏。因人为作用影响引发的地质灾害影响范围日渐扩大,需要在工程建设前期做好防治工作。针对滑坡地质灾害,可使用抗滑桩治理手段。相较于其他治理手段而言,抗滑桩具备抗滑能力强、施工效率高、对周边土体影响程度小等优势,现被广泛应用在各类边坡支护工程中,取得了良好的治理效果。
一、现有抗滑桩种类
现阶段国家及有关部门对滑坡等地质灾害治理工作给予了高度重视,并在抗滑桩结构研发及应用期间投入了充足人力及物力资源,使现有抗滑桩种类数量增多,实际应用期间的功能性更为完善。具体而言,现有抗滑桩结构可分为以下几种类型:
第1,悬臂式抗滑桩结构。悬臂式抗滑桩结构主要就是借助桩床床机的推力作用,抵抗滑坡推力作用[1]。在悬臂式抗滑桩结构设置过程中,区域设置在较为浅层的滑坡结构中,使单级或多级抗平衡滑坡设计工作均能够达到最佳设计效果。在悬臂式抗滑桩结构具体施工期间会更易受到诸多影响,导致抗滑桩阻力发生变化;
第2,预应力锚索抗滑桩结构。该种抗滑桩结构主要由挡土板、锚索等构件组成,在抗滑桩结构中间及顶部设置锚索,使用锚索预应力作用与抗滑阻力作用,增强抗滑桩结构抗滑效果;
第3,锚拉桩抗滑桩结构。锚拉桩抗滑桩结构可分为预应力与非预应力两种类型。在工程实际施工期间,锚拉桩抗滑桩结构为主要使用在不稳定地基与滑坡土层较厚的地基处[2]。锚拉桩处于背心受压状态,并且施工期间的成本较低,原材料用量较小,实际应用期间的综合效率能够得到根本上保障。现阶段锚拉桩抗滑桩结构可被使用在地基回填土松散、横向地基条件较为复杂、高水位变动频繁等地区,是有效治理滑坡地质灾害的重要方式之一。
二、滑坡地质灾害形成因素
通过分析现有滑坡地质灾害发生案例,发现导致滑坡地质灾害的原因较多,实际治理期间需要应用不同技术方式开展综合治理工作。
2.1边坡结构因素
在边坡工程施工过程中,如坡脚出现剪切应力,则边坡结构会受到剪切破坏,坡顶张力较大,引发张拉裂缝问题。如没有及时处理裂缝,会导致边坡稳定性下降,进而引发滑坡自然灾害。
边坡结构岩石与土体类型也是导致滑坡自然灾害问题出现的重要因素。不同边坡岩体结构的内力传导机制存在较大差距。如果岩体结构稳固,土体边坡则不易受到施工等因素影响。
通过分析现有滑坡地质灾害案例,发现在边坡结构中,同相边坡倾角小于坡脚反倾边坡的情况下,滑坡等自然灾害发生几率更高,边坡结构软件性难以得到根本上保障[3]。在边坡结构面以及边坡走向之间的角度越大时,边坡运动条件被削弱,则其自身的稳固性更强。
2.2外力作用因素
導致滑坡等自然灾害出现的外力作用因素主要为水作用、自然作用、人为作用。
不同诱因下个滑坡地质灾害形式与影响范围不同,需要合理使用抗滑桩结构方式手段,进一步增强抗滑桩结构稳定性。
三、抗滑桩在地质灾害治理工作中的具体应用
本文以河北省某地滑坡治理工程为例,通过调查滑坡区域工程地质条件,优化抗滑桩结构在地质灾害治理期间的应用方式。
该滑坡区域属于低山丘陵地带,具有北高南低、沟壑相交等特征。山脉大致为东西方向延伸,与区域构造线方向一致。滑坡附近山体表面为第4系全新统坡洪积粉质粘土,粘土厚度为0.8~2.3米。下部为侏罗纪中统安山岩、呈现出灰黄色。滑坡区的滑坡堆积体最厚可达33.3米。在抗滑桩应用于滑坡自然灾害治理过程中,需要加强各应用环节管控力度:
3.1抗滑桩施工前期准备工作
在抗滑桩施工前期准备工作开展前,需要组织测量人员于施工现场开展测量方向工作,设置控制网络体系,对抗滑桩结构高程、轴线同位置进行定位处理。结合设计图纸内桩体断面尺寸,在施工现场标注轮廓。放点工作完成后,还应当安装井架、选择适宜的弃渣场位置,确保土体开挖期间的弃渣能够得到统一收集与处理。为最大限度控制雨季对抗滑桩结构施工造成的不利影响,还需要在抗滑桩孔口位置处搭设雨棚,配备井下通风照明系统,切实保障抗滑桩结构施工水平。
3.2桩井口开挖
在桩井口开挖以及锁扣施工时,如果土体结构属于弱风化层,需要采用钢筋混凝土护壁结构形式,要求护壁钢筋的搭接需要严格遵照设计要求开展。桩孔开挖断面及深度数值应当受到严格管控。
在桩身开挖阶段,需要采用人工开挖方式。借助膨胀剂或者水磨钻辅助开发工作。开挖过程中应当严格控制开挖垂直度,避免垂直度偏差超过预期施工标准。
3.3钢筋笼制作
由于本文案例中滑坡地质灾害治理工程的地形及场地位置不佳,钢筋笼需要采用孔外制作与孔内安装成型方式。采用搭接焊接手段,对钢筋笼标高、间距、焊接质量及保护层制作情况进行严格质量检查。
3.4混凝土浇筑
抗滑桩结构混凝土主要采用C30商品混凝土,要求混凝土应当从搅拌站运输至施工现场,借助天泵泵送方式浇筑到抗滑桩结构孔内,混凝土浇筑期间需要避免采用高处浇筑方法。要求混凝土表面不得有或多积水。浇筑后的混凝土还需要进行振捣处理,通过分层振捣方式,提升抗滑桩结构稳定性能。
四、抗滑桩结构稳定性计算
在将抗滑桩结构应用在滑坡等地质灾害治理过程中,还需要细致计算手段,分析抗滑桩结构稳固性。
首先,对设桩位置处的滑坡推力进行计算。借助滑坡稳定系数计算方法以及构建起的滑坡稳定性模型,选取天然状态下安全系数以及暴雨状态下安全系数展开推力计算工作;
其次,对桩身结构进行计算,选择适宜的抗滑桩结构。通过收集现场地基系数,发现现场更加适宜使用弹性桩。在桩位及轴线发生变化的情况下,桩身周边土体形变度较小;
此后,受荷载终身内力计算。结合滑坡地质灾害治理工程地质勘查内容,计算抗滑桩内力弹性。滑面上桩身内力为滑坡推力、阻力差值,需要设置合理的锚固段顶点桩身弯矩值。依照外力矩形分布规律,选取适宜的桩身均部荷载值;
最后,做好抗滑桩结构桩身参数设计工作。抗滑桩结构主要为人工挖孔桩形式,桩中心间距可设置为4米,截面尺寸为1.2米×1.5米,使用C30混凝土。抗滑桩结构的背侧与面侧受力纵筋 HRB400级螺纹钢,箍筋以及护壁钢筋主要使用 HRB335级螺纹钢。通过配合使用不同螺纹钢规格及形式,从根本上提升抗滑桩结构稳定性。
总结:总而言之,将抗滑桩运用在地质灾害治理期间,需要细致分析工程组的现场地质条件,合理采用抗滑桩结构进行支挡,以便有效控制坡体滑动情况。但是目前来看,在抗滑桩实际应用过程中的设计理念与设计标准尚未建立健全,针对抗滑桩稳定性的研究与评估工作主要采用传统理论体系。在后续将抗滑桩应用在滑坡等地质灾害治理过程中,应使用更为先进的数据模拟方式,进一步优化及完善抗滑桩设计方案。
参考文献
[1]覃家众. 抗滑桩在毕节市某古滑坡地质灾害治理中的应用研究[J]. 山西建筑,2019,45(19):62-63.
[2]魏金龙. 滑坡地质灾害治理工程中抗滑桩的运用[J]. 建材与装饰,2019(32):237-238.
[3]杨峰. 抗滑桩在矿山地质灾害治理中的有效性分析[J]. 世界有色金属,2021(04):105-106.